7. 如图所示是某种“重力灯”的结构简化图,当重物下落时拉动绳子带动转轴转动,灯泡就可以发光。现挂上一个质量为25 kg的重物,该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4 m的过程中,可以供一个标有“3.6 V 1 W”字样的LED灯持续正常发光4 min。($g$取10 N/kg)
(1)图中虚线框内一定有, 绳子的工作原理是。
(2)假设重物下落时间等于LED灯持续发光的时间,求重物下落时重力做功的功率。
(3)重物在一次下落过程中,该装置能量转化的效率是多少?

(1)图中虚线框内一定有, 绳子的工作原理是。
(2)假设重物下落时间等于LED灯持续发光的时间,求重物下落时重力做功的功率。
(3)重物在一次下落过程中,该装置能量转化的效率是多少?
答案:轮轴
发电机
解:$(2)G=mg=25\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=250\ \mathrm {N}$,
$W=Gh=250\ \mathrm {N}×2.4\ \mathrm {m}=600\ \mathrm {J}$,
$t=4×60\ \mathrm {s}=240\ \mathrm {s}$,
$P=W/t=600\ \mathrm {J/}240\ \mathrm {s}=2.5\ \mathrm {W}$
$(3)W_{有}=Pt=1\ \mathrm {W}×240\ \mathrm {s}=240\ \mathrm {J}$,
$η=W_{有}/W_{总}×100\%=240\ \mathrm {J/}600\ \mathrm {J}×100\%=40\%$
发电机
解:$(2)G=mg=25\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=250\ \mathrm {N}$,
$W=Gh=250\ \mathrm {N}×2.4\ \mathrm {m}=600\ \mathrm {J}$,
$t=4×60\ \mathrm {s}=240\ \mathrm {s}$,
$P=W/t=600\ \mathrm {J/}240\ \mathrm {s}=2.5\ \mathrm {W}$
$(3)W_{有}=Pt=1\ \mathrm {W}×240\ \mathrm {s}=240\ \mathrm {J}$,
$η=W_{有}/W_{总}×100\%=240\ \mathrm {J/}600\ \mathrm {J}×100\%=40\%$
解析:
1